4пронумерованных пробирках находятся следующие растворы: хлорида бария, гидроксида калия, азотной кислоты, карбоната натрия. предложите схему анализа без использования других реактивов. напишите уравнения необходимых реакций в молекулярном и ионном виде, .
1. Кремний с серной кислотой не реагирует. Алюминий же в ней растворяется с выделением водорода:
2 Al + 3 H2SO4 = Al2(SO4)3 + 3 H2 ↑
2 моль 3 моль
х моль 0,6 моль
Количество вещества водорода равно 13,44 л/ 22,4 л/моль = 0,6 моль.
Количество вещества алюминия по уравнению реакции равно:
х = 2*0,6/3 = 0,4 моль
2. Кремний и алюминий растворяются в щелочах с выделением водорода
2Al + 2NaOH + 6H2O = 2 K[Al(OH)4] + 3H2 ↑
Si + 2NaOH + H2O = Na2SiO3 + H2 ↑
Количество вещества водорода равно 17,92 л/ 22,4 л/моль = 0,8 моль.
Из них 0,6 моль выделилось за счет реакции с алюминием (поскольку для второго опыта был взят образец той же смеси алюминия и кремния такой же массы. Значит, за счет реакции кремния с щелочью выделилось 0,2 моль водорода.
Si + 2NaOH + H2O = Na2SiO3 + H2 ↑
1 моль 1 моль
у моль 0,2 моль
Количество вещества кремния согласно уравнению реакции также равно 0,2 моль.
Состав смеси: 0,2 моль Si, 0,4 моль Al
Для определения массовой перейдем от количества вещества к массе вещества
m(Si) = n(Si)*M(Si) = 0,2 моль * 28,1 г/моль = 5,62 г.
m(Al) = n(Al)*M(Al) = 0,4 моль * 27,0 г/моль = 10,8 г.
Масса образцов m = m(Si) + m(Al) = 5.62 + 10.8 = 16.42 г.
Массовая доля кремния w(Si) = m(Si) / m = 5.62 г / 16.42 г = 0,342 = 34,2%
Объяснение:
Решение. При рассмотрении р-ров, приготовленных из двух или более индивидуальных в-в, необходимо помнить, что взаимодействие между ними может происходить с образованием нерастворимых, малодиссоциирующих или газообразных в-в. В таких случаях исходные в-ва не могут одновременно находиться в растворе.
1. NaOH и Р2О5. Оксид фосфора (5) реагирует с водой с образованием ортофосфорной к-ты:
Р2О5 + 3Н2О = 2Н3РО4, которая нейтрализуется щелочью. В зависимости от соотношения между NaOH и H3PO4 могут протекать три реакции:
H3PO4 + NaOH = NaH2PO4 + H2O
H3PO4 + 2NaOH = Na2HPO4 + 2H2O
H3PO4 + 3NaOH = Na3PO4 + 3H2O
Исходные в-ва одновременно в р-ре быть не могут, поскольку образуется малодиссоциирующее соединение Н2О.
2. Ba(OH)2 и СО2. При пропускании СО2 через р-р Ва(ОН)2 выпадает осадок ВаСО3 и образуется малодиссоциирующее соединение Н2О:
Ва(ОН)2 + СО2 = ВаСО3↓ + Н2О
Исходные в-ва одновременно в р-ре быть не могут.
3. КОН и NaOH. Оба в-ва - сильные основания и хорошо диссоциируют в воде. В р-ре содержатся ионы K⁺, Na⁺, OH⁻, концентрация их остается постоянной. Данные соединения в р-ре могут существовать одновременно.
4. NaHSO₄ и BaCl₂. При диссоциации гидросульфата натрия в водном р-ре образуются ионы Na⁺ и HSO₄⁻. серная к-та является сильной даже по второй степени диссоциации, поэтому ионы HSO₄⁻ - частично диссоциируют на ионы Н⁺ и SO₄²⁻, которые немедленно реагируют с ионами Ва²⁺ с образованием осадка BaSO₄. Суммарное уравнение реакции:
NaHSO₄ + BaCl₂ = BaSO₄ + NaCl + HCl
Исходные в-ва в р-ре одновременно быть не могут.
5. HCl и Al(NO₃)₃. Рассмотрим возможность протекания данной реакции:
3HCl + Al(NO₃)₃ ⇄ AlCl₃ + 3HNO₃.
Исходные в-ва и продукты реакции полностью диссоциированы в водном р-ре. Уравнение реакции можно переписать в ионном виде:
Al³⁺+3NO₃⁻+3H⁺+3Cl⁻ ⇄ Al³⁺ + 3Cl⁻ + 3H⁺ + 3NO₃⁻.
Из ионного уравнения видно, что в р-ре будут находиться ионы всех четырех видов, иначе говоря, р-р, содержащий одновременно Al(NO₃)₃ и HCl, приготовить можно.